(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水ホースを上端部に連結したドレーン材と、該ドレーン材の下に気密キャップを介して下部シール層の層厚に対応した長さを維持する間隔保持手段が設けられていること、
を特徴とする真空圧密用のドレーン材。
【請求項２】
間隔保持手段は、間隔保持体とその下端部に係止されたアンカーとで構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の真空圧密用のドレーン材。
【請求項３】
アンカーは、下部シール層の層表面に沿って当接する平板体であること、
を特徴とする請求項２に記載の真空圧密用のドレーン材。
【請求項４】
地盤改良対象の軟弱地盤にコーン貫入試験を実施して改良層の下にある下部シール層の層厚を把握した後、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空圧密用のドレーン材を前記改良層および前記下部シール層の層厚に対応させて形成し、
前記真空圧密用のドレーン材をドレーン打設機によってマンドレルでガイドさせて前記軟弱地盤に打設し、
前記マンドレルで前記下部シール層の下にある非改良層まで前記真空圧密用のドレーン材を打設した後、
前記マンドレルを引き抜いて前記真空圧密用のドレーン材における先端側の間隔保持手段によって下部シール層の層厚を確保して、前記軟弱地盤における改良層を真空圧載荷して排水を行うこと、
を特徴とする真空圧密ドレーン工法。
【請求項５】
マンドレルの引き抜きによる下部シール層に形成されるマンドレル引抜き孔に、前記マンドレルを引き抜きながら該マンドレルの先端開口部から遮水性土質材料を注入して塞ぐこと、
を特徴とする請求項４に記載の真空圧密ドレーン工法。
【請求項６】
マンドレルの先端部には、穿設された開口部を蓋するとともに上下方向に回動自在な開口蓋が設けられ、前記マンドレルの引き抜きとともに前記開口蓋の上端部が下部シール層の土と衝突することによって自動的に下方向に回転され前記開口部が開口されること、
を特徴とする請求項５に記載の真空圧密ドレーン工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空圧密ドレーン工法に係り、詳しくは下部シール層の層厚を確実に確保する工法とそれに使用するドレーン材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空圧密ドレーン工法は、改良対象の軟弱地盤にコーン貫入試験を行う。このコーン貫入試験とは、三成分（コーン先端抵抗，周面摩擦、間隙水圧の３つの成分）の項目を同時に測定するプローブを静的に貫入して、地盤の特性を把握する電気式静的コーン貫入試験方法である。そのコーン貫入試験により、着底地盤の傾斜や深度を事前に把握した上で、ドレーン材を工場で製作している。該ドレーン材をドレーン打設機で軟弱地盤に打ち込み、ドレーン材を埋設し、真空ポンプで吸引して排水ホースから改良地盤の間隙水を排水している。なお、中間砂層部ではドレーン材にテープを張り付けて、その部分だけ透水しないようにしている。このような真空圧密ドレーン工法については、特許文献１に記載されているように、従来のドレーン工法に対して更に上部シール層におけるマンドレルによる削孔をシールするように改良した真空圧密ドレーン工法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７０５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の真空圧密ドレーン工法においては、前記コーン貫入試験の実施頻度は無制限に多くできないので、推定成層図を作成した上で階段状にドレーンの長さを設定する必要がある。また、事前調査の結果に基づく方法なので確実に下部シール層が確保されているかを、確認する手段が無かったのである。本発明に係る真空圧密ドレーン工法と真空圧密用ドレーン材は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る真空圧密用のドレーン材の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、排水ホースを上端部に連結したドレーン材と、該ドレーン材の下に気密キャップを介して下部シール層の層厚に対応した長さを維持する間隔保持手段が設けられていることである。
【０００６】
前記間隔保持手段は、間隔保持体とその下端部に係止されたアンカーとで構成されていることを含み、また、前記アンカーは、下部シール層の層表面に沿って当接する平板体であることが好ましい。
【０００７】
本発明に係る真空圧密ドレーン工法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、地盤改良対象の軟弱地盤にコーン貫入試験を実施して改良層の下にある下部シール層の層厚を把握した後、上記本発明の真空圧密用のドレーン材を前記改良層および前記下部シール層の層厚に対応させて形成し、前記真空圧密用のドレーン材をドレーン打設機によってマンドレルでガイドさせて前記軟弱地盤に打設し、前記マンドレルで前記下部シール層の下にある非改良層まで前記真空圧密用のドレーン材を打設した後、前記マンドレルを引き抜いて前記真空圧密用のドレーン材における先端側の間隔保持手段によって下部シール層の層厚を確保して、前記軟弱地盤における改良層を真空圧載荷して排水を行うことである。
【０００８】
また、前記マンドレルの引き抜きによる下部シール層に形成されるマンドレル引抜き孔に、前記マンドレルを引き抜きながら該マンドレルの先端開口部から遮水性土質材料を注入して塞ぐことであり、更に、前記マンドレルの先端部には、穿設された開口部を蓋するとともに上下方向に回動自在な開口蓋が設けられ、前記マンドレルの引き抜きとともに前記開口蓋の上端部が下部シール層の土と衝突することによって自動的に下方向に回転され前記開口部が開口されることである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の真空圧密用のドレーン材と、それを使用した真空圧密ドレーン工法によれば、軟弱地盤における改良層下の下部シール層の層厚が確実に確保されるようになる。前記改良地盤の傾斜が大きい場合でも、確実に下部シール層厚を確保できると言う優れた効果を奏するものである。
【００１０】
真空圧密用のドレーン材に設けたアンカーにより、マンドレルの引き抜き時や下部シール層に間隔保持手段が埋設された後に、前記間隔保持手段やドレーン材が上に浮き上がるのを阻止する。
【００１１】
下部シール層に形成されるマンドレル引抜き孔にマンドレルの先端開口部から遮水性土質材料を注入して塞ぐので、シール性を確実に保持することができて、真空圧載荷による排水を効率的に実施できる。また、前記マンドレルの先端部に設けられる開口蓋が、前記マンドレルの引き抜きとともに下部シール層の土と衝突することによって自動的に下方向に回転され前記開口部が開口されるので、部品点数を少なくした簡易な構造で開口部を確実に開口させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る真空圧密用ドレーン材１の工場で製作した状態で個別に切断する前の正面図である。
【図２】同本発明の真空圧密用ドレーン材１に係止するアンカー６の正面図（Ａ）と、側断面図（Ｂ）と、底断面図（Ｃ）とである。
【図３】マンドレル７に本発明に係る真空圧密用ドレーン材１を挿着した状態の断面図（Ａ）と、Ａ−Ａ線に沿った断面図（Ｂ）とである。
【図４−Ａ】本発明に係る真空圧密用ドレーン材１を使用してドレーン打設機で法面にマンドレルを打ち込む様子を説明する説明図である。
【図４−Ｂ】同真空圧密用ドレーン材１を使用してドレーン打設機で法面にマンドレルを打ち込む手順を説明する説明図（Ａ）から（Ｆ）である。
【図５】マンドレル７で真空圧密用ドレーン材１を打ち込み始めた状態の断面図（Ａ）と、Ｂ−Ｂ線に沿った断面図（Ｂ）とである。
【図６】マンドレル７の打ち込みが所定の位置に到達した状態の断面図である。
【図７】マンドレル７を引き抜きながら、下部シール層に遮水性土質材料を注入して充填する様子を示す正面視の縦断面図（Ａ）と、側面視の縦断面図（Ｂ）と、Ｄ−Ｄ線とＥ−Ｅ線とに沿った断面図（Ｃ）とである。
【図８】前記遮水性材料を下部シール層に注入する様子を拡大して示す一部縦断面図である。
【図９】本発明に係る真空圧密用ドレーン材１による真空圧密ドレーン工法の実施例を示す説明用の正面視した縦断面図（Ａ）と同側面視した縦断面図（Ｂ）とである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る真空圧密用ドレーン材１は、予め改良対象の軟弱地盤に対してコーン貫入試験を行い、このコーン貫入試験による成層図の結果を基にして、図１と図３とに示すように、排水ホース４を上端部に連結したドレーン材２と、該ドレーン材２の下に気密キャップ３を介して下部シール層１０の層厚さに対応した長さを維持する間隔保持手段５ａが形成される。なお、前記排水ホース４，ドレーン材２，気密キャップ３は、それぞれ公知のものである。
【００１４】
前記間隔保持手段５ａは、図３に示すように、間隔保持体５とアンカー６とで構成される。前記間隔保持体５は、例えば、透水しない材料で、且つ、水膨潤性材料とするものであり、その形状は、板状，ロープ状，糸状の材料であって、腐食性のある材料を用いるものである。なお、図１に示すように、前記真空圧密用ドレーン材１は、工場にて連結部材１５を介して連続して形成され、それを丸くロール状に巻き取りし、地盤改良現場にトラック等で運搬・搬入されるものである。
【００１５】
前記アンカー６は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、下部シール層１０下の非改良層の層表面に沿って当接する平板体であり、金属板６ａと接着・固定された弾性板６ｂと、前記間隔保持体５と互いに係合させるための長孔６ｃとによって構成されている。前記弾性板６ｂは、前記下部シール層１０や非改良層（砂層）の土質状態により、取り付けられたり取り付けられなかったりするものである。
【００１６】
上記真空圧密用ドレーン材１は、従来の真空圧密用ドレーン材に対して、前記間隔保持体５とアンカー６とからなる間隔保持手段５ａを追加したものである。該真空圧密用ドレーン材１を使用した真空圧密ドレーン工法について説明する。
【００１７】
まず、地盤改良対象の軟弱地盤にコーン貫入試験を実施して改良層の下にある下部シール層の層厚を把握する。前記コーン貫入試験方法は、三成分（コーン先端抵抗，周面摩擦、間隙水圧の３つの成分）の項目を同時に測定するプローブを静的に貫入する電気式静的コーン貫入試験方法であり、地盤の構成と粘性土層の分布等の特性を、自走タイプの専用貫入機で薄層でも明確に把握できる公知の試験方法である。
【００１８】
前記真空圧密用ドレーン材１を、前記コーン貫入試験で把握された、下部シール層１０の層厚に対応させて形成する。即ち、真空圧密用ドレーン材１における間隔保持体５の長さを決定して、図１に示すように、連結部材１５を介して一連に首尾連接した真空圧密用ドレーン材１を形成し、ドラム（図示せず）にロール状に巻く。そのドラムを図４−Ａに示す作業船１３に運び込む。この図４−Ａに示す法面部（図中の長丸印で示す）の下部シール層１０の確保が特に重要であり、本発明に係る真空圧密用ドレーン材１を適用するものである。
【００１９】
図４−Ｂ（Ａ）に示すように、作業船１２を施工する所定の位置にセットする。同図（Ｂ）に示すように、前記ドラムからロール状の真空圧密用ドレーン材１を引き出し、ドレーン打設機１２の櫓にあるマンドレル７内に装着する。図３に示すように、マンドレル７内に装着した真空圧密用ドレーン材１の間隔保持体５の先端部にアンカー６を、長孔６ａ，６ａに間隔保持体５の先端部を通して抜けないようにして、取り付ける。また、マンドレル７の中に充填パイプ１４を挿通させておく。
【００２０】
図４−Ｂ（Ｃ）と図５とに示すように、前記真空圧密用ドレーン材１をドレーン打設機１２によってマンドレル７でガイドさせて前記軟弱地盤に打設する。そして、図６に示すように、非改良層（例えば、砂層）にまで前記マンドレル７を貫入させた後、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記マンドレル７を引き上げながら、下部シール層１０における孔、即ち、前記マンドレルによって開けられた孔に、図８に示すように、遮水性土質材料を注入して充填する。
【００２１】
前記遮水性土質材料は、常に孔に充填するものではなく、真空圧密ドレーン工法の対象とする軟弱地盤において、例えば、自然含水比Ｗｎと液性限界ＷＬとの大小比較を行い、Ｗｎ≧ＷＬの場合には、下部シール層内への遮水性土質材料を注入せず、Ｗｎ＜ＷＬの場合には下部シール層内へ遮水性土質材料を注入する。
【００２２】
前記マンドレル７の先端にある注入用の開口部７ａには、回動自在な開口蓋７ｂがある。この開口蓋７ｂは、穿設された前記開口部７ａを蓋するとともに、回転軸受７ｃによって軸支され上下方向に回動自在に設けられている。よって、前記マンドレル７の引き抜きとともに前記開口蓋７ｂの上端部が下部シール層１０の土と接触することによる摩擦によって自動的に下方向に回転され前記開口部７ａが開口されるものである。こうして、前記充填パイプ１４の先端から遮水性土質材料を吐出させて前記開口部７ａから前記孔に注入して、この孔を塞ぐように充填するものである。
【００２３】
その後、前記マンドレル７を引き上げ、図４−Ｂ（Ｄ）に示すように、前記下部シール層１０には遮水性土質材料が充填される。そして、図４−Ｂ（Ｅ）に示すように、本発明に係る真空圧密用ドレーン材１が改良層９に埋設され、前記真空圧密用ドレーン材１における先端側の間隔保持手段５ａによって下部シール層１０の層厚を確保する。
【００２４】
前記マンドレル７を作業船の櫓に引き上げた後、真空圧密用ドレーン材１の上部で図１に示す連結部材１５の上位置の切断箇所で間隔保持体５を切断する。排水ホース４は、前記連結部材５を付けたままの状態で上部シール層８の表面に置いておく。次に、図４−Ｂ（Ｆ）に示すように、作業船１３のドレーン打設機１２が該作業船１３の上に敷設してあるレール上を横に移動して、次の真空圧密用ドレーン材１の打設箇所に移動する。
【００２５】
前記ドレーン打設機１２の横移動と、作業船１３の移動を適宜繰り返して、真空圧密用ドレーン材１の打設を必要本数に施工し、その後、前記真空圧密用ドレーン材１の前記連結部材１５の下位置（前回は上位置で切断した）で排水ホース４を切断し、この排水ホース４の先端部を排水設備（図示せず）のホースの端部と接続させる。これを他の真空圧密用ドレーン材１，１，・・・にも施工して、真空圧密による排水の準備をする。なお、前記連結部材１５は、新たな真空圧密用ドレーン材１の工場製作に転用することもできる。
【００２６】
次に、図９に示すように、前記排水設備を駆動させて、記軟弱地盤における改良層９を真空圧載荷して排水を行うものである。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る真空圧密用ドレーン材１とドレーン工法は、直接視認できない地盤の層の厚さを確保する際に、軟弱地盤に限らず通常の地盤においても、削孔した後に間隔保持手段を挿入して該孔を埋め戻しながらドリルとケーシング等を引き上げる工法にも適用できるものである。
【符号の説明】
【００２８】
１          真空圧密用ドレーン材、
２          ドレーン材、
３          気密キャップ、
４          排水ホース、                      ４ａ      排水ホース、
５          間隔保持体、                      ５ａ      間隔保持手段、
６          アンカー、                        ６ａ      金属板、
６ｂ        弾性板、                          ６ｃ      長孔、
７          マンドレル、                      ７ａ      注入用の開口部、
７ｂ        開口蓋、                          ７ｃ      回転軸受、
８          上部シール層、
９          改良層、
１０        下部シール層、
１１        護岸、                            １１ａ      腹付土、
１１ｂ      基礎捨石、
１２        ドレーン打設機、
１３        作業船（ＰＤＦ船）、
１４        充填パイプ、
１５        連結部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−Ａ】
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【図４−Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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